Физики Нижегородского государственного университета имени Н.И. Лобачевского разработали новый тип кубитов на основе искусственных атомов, что открывает новые горизонты для развития полупроводниковых платформ квантовых вычислений. Эти кубиты обладают возможностью эффективно кодировать и обрабатывать квантовую информацию.
Впервые в России исследователи рассчитали условия, позволяющие контролировать два основных параметра кубита: заряд и его спин. Это достижение позволит создавать более стабильные и управляемые квантовые устройства.
«С помощью электрического поля мы можем управлять как зарядом, так и вектором вращения кубитов, что дает возможность разрабатывать более сложные и миниатюрные квантовые системы», — заявила соавтор исследования, доцент кафедры теоретической физики ННГУ Марина Бастракова. Это направление является приоритетным в развитии российской наноэлектроники.
Исследование также выявило новый эффект спиновой памяти в гибридных кубитах. Управляя состоянием кубитов с помощью электрического поля, оказывается возможным фиксировать кубит на определённом энергетическом уровне, что позволяет сохранить квантовое состояние частицы на время, значительно превышающее время жизни спинового состояния.
Автор исследования, доцент Денис Хомицкий, отметил: «В переменном электрическом поле нам удалось задержать кубит в нужном нам состоянии, что позволяет провести необходимые операции в квантовых приложениях». Система была реализована на арсениде галия — распространённом полупроводниковом материале, что обеспечит возможность масштабировать исследования и интегрировать разработки в различные типы квантовых устройств.
В планах учёных — углублённое изучение эффекта спиновой памяти, оптимизация квантовых операций и разработка методов коррекции квантовых ошибок для создания масштабируемых квантовых процессоров. Проект выполнен при поддержке Министерства науки и высшего образования РФ и закреплён в рамках государственного задания. Результаты исследования опубликованы в международном журнале Physical Review B.
]]>
